[PDF] 4 Droites perpendiculaires Tracer avec l'équerre la

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Compétences travaillées

Reconnaitre et utiliser quelques relations géométriques. • Connaitre les notions de segment de droite, de perpendicularité, de distance entre deux points, entre un point et une droite. • Déterminer le plus court chemin entre deux points, entre un point et une droite. • Tracer avec l"équerre la droite perpendiculaire à une droite donnée passant par un point donné qui peut être extérieur à la droite.

DÉROULEMENT DE LA SÉQUENCE

Séance

Déterminer le plus court chemin

entre deux points.45 minExpérimenter

Verbaliser

Séance

Déterminer le plus court chemin

entre un point et une droite. Reconnaitre des droites perpendiculaires.45 minExpérimenter

Verbaliser

Abstraire

Séance

Tracer une droite perpendiculaire

à une droite donnée et passant

par un point donné.45 minExpérimenter

Verbaliser

Abstraire

Séance

Bilan de la séquence40 minS"évaluer

Consolider

Séance 1 45 min

Déterminer le plus court chemin entre deux points

MATÉRIEL COLLECTIF

Une grande feuille de papier, un personnage Playmobil des briques de type LEGO , une celle de 1 mètre environ.

MATÉRIEL PAR BINÔME

Les plans des deux situations de recherche reproduits chacun sur une A4 (Materiel4.pdf pages 2 et 3

MATÉRIEL INDIVIDUEL

La feuille de recherche et d'entrainement (Materiel4.pdf page 1 ou le cahier de géométrie page 6.

Appropriation du problème

Présentation à l"aide d"une maquette

Représenter la situation (cf. plan ci-après) à l'aide d'une maquette réalisée sur une grande feuille de papier. La rivière, les points de départ, d'arrivée ainsi que les points A et B ont été tracés préalablement par l'enseignant. Placer le personnage Playmobil représentant Tom et utiliser des briques de LEGO pour représenter les ponts et l'immeuble où habite Tom.

Présenter la maquette

Présentation à l"aide d"un plan

Vidéoprojeter le plan à l'aide de

l'animation .

Demander aux élèves

d'identier les éléments placés sur la maquette : les élèves relèvent que les points A et B indiquent l'emplacement de deux ponts sur la rivière.

Faire repérer la rivière ainsi que

les points de départ et d'arrivée. Recherche Les élèves prennent chacun connaissance de la problématique posée par les consignes a. et b. de l"exercice (Materiel4.pdf page 1 ou le cahier de géométrie page 6). a. Par groupes de deux, les élèves déterminent d'abord à vue d'oeil quel est le chemin le plus court puis vérient sur le plan agrandi fourni (Materiel4.pdf page 2) avec l'instrument ou le matériel de leur choix (celle, bande de papier, compas, règle graduée). b. Ils cherchent ensuite où il faudrait construire un pont pour avoir le chemin le plus court possible. À l"évidence, il faut se déplacer sur une ligne droite entre le point d"arrivée et celui de départ. Ils indiquent alors l"emplacement de ce nouveau pont à l"aide du point C. Ils justient la réponse par écrit.

Mettre en commun les procédures utilisées.

La validation est eectuée sur la maquette et au tableau. 7070
4

Droites perpendiculaires

Matériel4

période 1 71
période 1 71
a. Utiliser une celle pour mesurer la distance du départ à l"arrivée en passant par le point A puis une autre en passant par le point B. Mettre des repères sur la celle pour pouvoir comparer la longueur des deux chemins. b. Vérier que la ligne droite est le chemin le plus court en utilisant la celle. Mesurer les distances à l"aide d"une règle graduée.

Institutionnalisation

La ligne droite est le plus court chemin entre deux points A et B.

La distance entre deux points A et B,

c'est la longueur du plus court chemin entre ces deux points. C'est la longueur du segment d'extrémités A et B. [AB] désigne le segment d'extrémités A à B. Tout segment de droite est limité par deux points, qu'on appelle ses extrémités.

Nouvelle recherche

Les binômes reçoivent le document

Materiel4.pdf page 3.

ЃConsigne " Sur ce plan, la zone

bleue représente une piscine.

Tracez le chemin le plus court

que la fourmi peut prendre pour aller jusqu'à la pomme sans traverser la piscine.

Le point F représente la position

de départ de la fourmi et le point P l'emplacement de la pomme. Vous pouvez utiliser les instruments de votre choix. Rappeler que la ligne droite qui relie le point F au point P ne répond pas à la consigne car la fourmi ne peut pas traverser la piscine.

Lors de la

mise en commun, recenser les diérentes solutions obtenues et vérier en réalisant les mesures sur le document vidéoprojeté.

Le document est vidéoprojeté (animation

Séquence 4) et utilisé

pour comparer la longueur du chemin vert et du chemin rouge. La distance parcourue par la fourmi en suivant le trajet vert est de 950 cm. La distance parcourue par la fourmi en suivant le trajet rouge est de 772 cm.

Le trajet rouge est le plus court.

Pour expliquer ce résultat, faire comprendre qu"il y a deux passages obligés pour contourner l"obstacle. La procédure visée utilise la propriété de la ligne droite comme le plus court chemin ainsi que la comptabilité de l"addition des longueurs avec la relation d"ordre si a < b et c < d alors a + c < b + d.

Entrainement

Individuellement, les élèves réalisent

l'exercice d"entrainement sur le document

Materiel4.pdf page 1

ou dans le cahier de géométrie

Maths au CM1

page 6.

Corrigé

Le chemin le plus court est le chemin 3. La validation s"eectue en mesurant et en comparant les distances parcourues.

45 min

Déterminer le plus court chemin entre un point et une droite

Reconnaitre des droites perpendiculaires

Au cours d'une séance d'EPS

Une craie, un plot, une équerre de tableau.

Une corde, une celle ou de la rubalise d"environ 7 mètres. Organiser une course chronométrée en relai dans la cour (cf plan). Placer un plot (P) à 6 mètres d"un mur (m). Marquer à la craie le point de départ (D) à 5 mètres du plot. Diviser la classe en 2 équipes. Chaque coureur part du point D et doit toucher le plot puis le mur, ce qui déclenche le départ du coureur suivant. Le relai de chaque

équipe est chronométré.

Espace et Géométrie

A A B B

Séquence 4

Matériel4

Séquence 4

Page 6

Matériel4

Droites perpendiculaires4

Au cours de la séance, faire constater que tous les élèves ne touchent pas le mur au même endroit. Pour gagner, il va falloir trouver quel endroit du mur il faut toucher pour donner le relai au plus vite : pour cela, il faut parcourir le chemin le plus court. Les élèves verbalisent que, dans la première partie du parcours, il faut se déplacer en ligne droite du point de départ jusqu'au plot. Pour le trajet du plot jusqu'au mur, ils formulent qu'il faut aussi se déplacer en ligne droite mais ne savent pas où se trouve le point du mur qui rend le trajet le plus court. Pour trouver ce point, ils proposent de mesurer avec corde, celle ou rubalise. Par 3, ils entreprennent les mesures et comparent la longueur des diérents trajets plot-mur proposés. La rubalise la plus courte est utilisée pour marquer au mur le point le plus proche du plot : faire remarquer l"angle formé par la rubalise avec le mur. Vérier avec une grande équerre de tableau que c"est un angle droit.

Remarque

La validation de l'angle droit peut aussi s'efiectuer à l'aide d'une grande ?celle (ou rubalise) tendue entre le départ, le plot et le mur. Faire constater qu'il faut soit enrouler, soit dérouler selon la position du point de contact sur le mur : la plus courte longueur de la ?celle correspond au moment où la ?celle fait un angle droit avec le mur.

Recherche

MATÉRIEL INDIVIDUEL

La feuille de recherche et d'entrainement (Materiel4.pdf page 4 ou le cahier de géométrie

Maths au CM1

page 7. Le plan de la situation de recherche reproduit sur une A4 (Materiel4.pdf page 5

Les instruments de mesure de son choix.

Des morceaux de ?celle, des bandes de papier.

Les élèves prennent connaissance de

l'exercice (Materiel4.pdf page 4) ou de l'exercice dans le cahier de géométrie page 7. Ils disposent également du plan agrandi (Materiel4.pdf page 5) pour faire des essais (consigne a.). Ils cherchent s'il existe un point T de la droite qui rend minimale la distance voulue. Difiérentes stratégies sont alors possibles : grand nombre de mesurages, essai avec un morceau de ?celle ou une bande de papier.

Mise en commun

Pour trouver le point T de la droite

le plus près du point P, on trace le segment [TP] qui est perpendiculaire à la droite À l'aide de l'équerre, les élèves tracent maintenant sur le document

Materiel4.pdf page 4

la perpendiculaire à la droite passant par le point P et nomment T le point d'intersection avant de répondre à b. En prenant les mesures de [TP] et en notant l'échelle (1 cm représente 1 m), ils calculent la distance parcourue par Anna.

Réponse

7 m (3 cm + 4 cm = 7 cm et 1 cm représentant 1 m, 7 cm représentent 7 m.)

Entrainement

Les élèves efiectuent

l'exercice (Materiel4.pdf page 4) ou l'exercice dans le cahier de géométrie page 7.

Corrigé

L'enfant situé au point C

Nouvelle recherche

MATÉRIEL INDIVIDUEL

Le document de recherche (Materiel4.pdf page 6

Faire observer les paires de droites en les vidéoprojetant (animation Séquence 4). Sur le document de recherche (Matériel4.pdf page 6), faire découper puis classer les ?gures en deux groupes. Confronter les difiérents classements proposés en faisant justi?er le critère de classement utilisé. Vidéoprojeter le classement en expliquant que celui-ci a été proposé par un élève de l'année précédente (animation

Séquence 4).

Demander aux élèves d'expliquer pourquoi les paires de droites sont regroupées dans la colonne dans la colonne 72

Matériel4

Séquence 4

Séquence 4

Page 7

Matériel4

ou

Page 7

Matériel4

ou

Espace et Géométrie

Colonne oui

Remarquer que toutes les paires de droites se coupent en un point appelé le point d'intersection. Dans les ?gures a, c et f les deux droites forment 4 angles droits entre elles. On dit qu'elles sont perpendiculaires. Pour savoir si deux droites sont perpendiculaires, on utilise une équerre.

Colonne non

Remarquer que toutes les paires de droites se coupent en un point appelé le point d'intersection. Dans les ?gures b, d et e les deux droites ne sont pas perpendiculaires.

Colonne ?

Chercher où classer la ?gure g. Les élèves disent que les droites ne se coupent pas ou ne se rencontrent pas

». Expliquer qu'une droite

est une ligne droite illimitée. Une droite peut être prolongée autant que de besoin. Dans cette ?gure g, une fois prolongées, les droites sont perpendiculaires. Rappeler qu'un segment est limité par deux points appelés extrémités. Expliciter la difiérence entre une droite et un segment à l'aide de l'animation Séquence 4. Le segment est limité par ses extrémités.

La droite est illimitée.

Institutionnalisation

Deux droites qui se coupent en formant un angle droit sont appelées des droites perpendiculaires.

Les droites f et g sont perpendiculaires.

Les 3 autres angles sont aussi des angles droits.

Les élèves efiectuent dans un cahier

l"exercice de recherche 1 page 26 du manuel ou l"exercice 5 page 8 du cahier de géométrie.

Reconnaitre des droites perpendiculaires

Corrigé

Les paires de droites sont perpendiculaires dans les ?gures a, d et f.

Lors de la

mise en commun, recenser les paires de droites qui semblent perpendiculaires. Vidéoprojeter l'exercice et faire véri?er avec une équerre. Coder un angle droit. Remarquer que les trois autres angles sont aussi des angles droits. Pour les ?gures d, e et f, rappeler qu'on peut prolonger autant qu'on veut pour obtenir le point où elles se coupent (le point d'intersection) et véri?er avec l'équerre. Certains élèves ont besoin d'orienter difiéremment la ?gure pour ramener une des deux droites en position horizontale ou verticale.

Entrainement

Les élèves efiectuent dans un cahier

l"exercice 2 page 26 du manuel ou l"exercice 6 page 8 du cahier de géométrie.

Reconnaitre des droites perpendiculaires

DIFFÉRENCIATION

Certains élèves ont besoin de cacher une partie de la ?gure pour isoler deux droites et mieux les analyser. Ils peuvent aussi orienter difiéremment la ?gure pour ramener une des deux droites en position horizontale ou verticale.

Corrigé

Les paires de droites perpendiculaires sont

a et c, b et d, b et e.

45 min

Tracer une droite perpendiculaire à une droite donnée et passant par un point donné

Recherche

Les feuilles de recherche (Materiel4.pdf pages 7 et 8). 1 re recherche

Vidéoprojeter l'animation

Séquence 4.

Les élèves découpent la feuille de

recherche 1 (Materiel4.pdf page 7) suivant l'ombre grise. ЃConsigne a " Cherchez comment plier la feuille de façon à obtenir un pli perpendiculaire à la droite d. Seul le pliage est autorisé.

Solution

Pour obtenir un pli perpendiculaire à la droite d, il faut plier la droite d sur elle-même : par transparence, on place trait sur trait. » Faire véri?er la réponse à l'aide de l'équerre. 73

Page 26

Séquence 4

f fg g

Page 8

ou

Page 8

ou 74

Droites perpendiculaires

Nombres

Inviter les élèves à chercher si d'autres solutions sont possibles. Ils obtiennent d'autres plis perpendiculaires à la droite d.

Ils constatent qu'ils sont parallèles.

2 e recherche

Vidéoprojeter l'animation

Les élèves découpent la feuille

de recherche 2 suivant l'ombre grise (Materiel4.pdf page 8). ЃC onsigne b " P liez la feuille de façon à obtenir un pli qui passe par le point A et qui est perpendiculaire à la droite d.

Cherchez s"il y a plusieurs possibilités

Faire constater que par le point A, il ne passe qu'une seule droite perpendiculaire à la droite d. Vérier la réponse à l'aide de l'équerre. ЃC onsigne c " P liez la feuille de façon à obtenir un pli qui passe par le point B et qui est perpendiculaire à la droite d. F aire constater que par le point B, il ne passe qu'une seule droite perpendiculaire à la droite d. Vérier la réponse à l'aide de l'équerre. ЃC onsigne d " P liez la feuille de façon à obtenir un pli qui passe par le point C et qui est perpendiculaire à la droite d. E xpliciter qu'il est préférable de prolonger la droite d par pliage avant de chercher un pli perpendiculaire à la droite d. Faire constater que par le point C, il ne passe qu'une seule droite perpendiculaire à la droite d. Vérier la réponse à l'aide de l'équerre.

Nouvelle recherche

La f euille de recherche (Materiel4.pdf page 9). a) Tracés à main levée

Vidéoprojeter la gure 1.

ЃC onsigne

Reproduisez

la gure 1 sur une feuille blanche

à main levée. Tracez à main levée

la droite passant par le point A et perpendiculaire à la droite d. L e tracé à main levée permet aux élèves de se concentrer sur le concept étudié plutôt que sur la précision du tracé qui n'est pas attendue au début de l'apprentissage. Il permet aussi d'anticiper le tracé à obtenir et de modier sa réponse si nécessaire. La mise en commun permet aux élèves d'expliquer leurs procédures.

Procédures observées

V isualise ou matérialise avec un crayon la position de la droite qu"on va obtenir. I magine qu"on plie la feuille pour obtenir un pli perpendiculaire

à la droite

d. F ait tourner la feuille pour que la droite d soit horizontale.

Vidéoprojeter la gure 2.

ЃC onsigne

Reproduisez

la gure 2 sur une feuille blanche

à main levée. Tracez à main levée

la droite passant par le point B et perpendiculaire à la droite g. La mise en commun permet aux élèves d'expliquer leurs procédures.

Vidéoprojeter la gure 3.

ЃC onsigne

Reproduisez

la gure 3 sur une feuille blanche

à main levée. Tracez à main levée

la droite passant par le point C et perpendiculaire à la droite f. L ors de la mise en commun, faire verbaliser les étapes du tracé p rolonger la droite f puis tracer la droite perpendiculaire passant par le point C. b T racés avec les instruments de géométrie Les élèves travaillent maintenant sur la feuille de recherche (Materiel4.pdf page 9) en utilisant les instruments de leur choixquotesdbs_dbs35.pdfusesText_40

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